Ejercicios: Retroalimentación en los sistemas biológicos

Define retroalimentación negativa y da un ejemplo del cuerpo humano. En tu respuesta indica si la respuesta reduce o aumenta el cambio original.

Clasifica cada proceso como retroalimentación negativa o positiva:

(a) la insulina reduce la glucosa en la sangre después de una comida;

(b) la oxitocina intensifica las contracciones del útero durante el parto;

(c) el etileno liberado por una manzana que madura acelera la maduración de la fruta cercana;

(d) el sudor enfría el cuerpo cuando sube la temperatura central.

Un termostato de una casa está programado a 68 °F. Cuando la habitación se enfría por debajo del punto de ajuste, enciende la calefacción, y cuando la habitación llega al punto de ajuste, la apaga. Relaciona las partes de este sistema con las partes de la regulación de la temperatura corporal humana (punto de ajuste cercano a 37 °C): el sensor, el centro de control y el efector. Luego indica si es retroalimentación positiva o negativa.

Después de una comida, la glucosa en sangre de una estudiante sube de 90 mg/dL a 160 mg/dL. En las siguientes dos horas vuelve a unos 90 mg/dL. Usando los papeles de la insulina y de las células del hígado y del músculo, explica cómo la retroalimentación negativa produce este regreso. Luego predice qué ocurriría con la glucosa en sangre después de una comida en una persona cuyas células ya no responden a la insulina.

La hormona tiroidea (T4) normalmente inhibe la liberación de TSH por la hipófisis, y la TSH estimula a la tiroides para que libere T4. Dos pacientes se hacen análisis de sangre:

Para el paciente A, supón que la propia glándula tiroides está dañada. Usa la retroalimentación negativa para explicar por qué la TSH es alta. Luego sugiere una posible explicación para los resultados del paciente B.

Durante el trabajo de parto, el tiempo entre contracciones baja de unos 30 minutos al inicio a unos 3 minutos cerca del nacimiento. El estiramiento del cuello uterino desencadena la liberación de oxitocina, que intensifica las contracciones, las cuales estiran aún más el cuello uterino. (a) Describe este ciclo y explica por qué es retroalimentación positiva. (b) Explica por qué la retroalimentación positiva no mantiene la homeostasis. (c) Indica qué evento termina el ciclo.

En una vía metabólica, la enzima 1 convierte el compuesto A en B, la enzima 2 convierte B en C y la enzima 3 convierte C en el producto final D. D se une a un sitio alostérico de la enzima 1 y reduce su actividad. (a) Explica por qué esto es retroalimentación negativa y qué logra para la célula. (b) Una mutación cambia el sitio alostérico de la enzima 1 de modo que D ya no puede unirse. Predice y justifica qué ocurre con la concentración de D a lo largo del tiempo y con el suministro del compuesto A. (c) Describe con palabras cómo sería una gráfica de la concentración de D en el tiempo para la célula normal en comparación con la mutante.

Se miden la temperatura corporal central y la tasa de sudoración de un excursionista durante una caminata en un día caluroso en Arizona.

(a) Identifica el punto de ajuste, el estímulo y la respuesta del efector en este sistema. (b) Explica por qué la tasa de sudoración se retrasa respecto al cambio de temperatura y por qué disminuye después del minuto 30. (c) En un golpe de calor, la temperatura alta puede dañar las células, lo cual puede deteriorar aún más la regulación de la temperatura. Explica cómo esto podría convertir un ciclo de retroalimentación negativa en un peligroso ciclo de retroalimentación positiva.